五水硫酸銅的制備1

五水硫酸銅的制備?、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 掌握用廢銅與硫酸作用制備五水硫酸銅的制備方法2、 練習(xí)溶解、濃縮、蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾及重結(jié)晶等基本操作二、實(shí)驗(yàn)原理銅是不活潑金屬，不能直接和稀硫酸發(fā)生反應(yīng)制備硫酸銅，必須加入氧化劑。在濃硝酸和稀硫酸的混合液中，濃硝酸將銅氧化成Cu2+，Cu2+與SO42-結(jié)合得到硫酸銅：Cu+2HNO3+H2SO4====CuSO4+2NO2+2H2O未反應(yīng)的銅屑（不溶性雜質(zhì)）用傾潷法除去。利用硝酸銅的溶解度在0?100°C范圍內(nèi)均大于硫酸銅溶解度的性質(zhì)，溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮析出硫酸銅，經(jīng)過濾與可溶性雜質(zhì)硝酸銅分離，得到粗產(chǎn)品。硫酸銅的溶解度隨溫度升高而增大，可用重結(jié)晶法提純。在粗產(chǎn)品硫酸銅中，加適量水，加熱成飽和溶液，趁熱過濾除去不溶性雜質(zhì)。濾液冷卻，析出硫酸銅，過濾，與可溶性雜質(zhì)分離，得到純的硫酸銅。T/K273293313333353373五水硫酸銅23.132.044.661.883.8114.0硝酸銅83.5125.0163.0182.0208.0247.0溶解度一溫度曲線五、實(shí)驗(yàn)步驟1、 進(jìn)實(shí)驗(yàn)室；（思考題1）2、 稱量1.5g銅屑，灼燒至表面呈現(xiàn)黑色，冷卻；（思考題2）3、 加5.5mL3mol?L-1硫酸，2.5mL濃硝酸，反應(yīng)平穩(wěn)后水浴加熱，補(bǔ)加2.5mL3mol?L-1硫酸，0.5mL濃硝酸；（思考題3思考題4思考題5思考題6思考題7）4、 銅近于完全溶解后，趁熱傾潷法分離；（思考題8思考題9思考題10）5、 水浴加熱，蒸發(fā)濃縮至結(jié)晶膜出現(xiàn)；（思考題11）6、 冷卻、過濾；（思考題12）7、 粗產(chǎn)品以1.2mL水/g的比例，加熱溶于水，趁熱過濾；（思考題13思考題14思考題15思考題16思考題17）8、濾液冷卻、過濾、晾干，得到純凈的硫酸銅晶體。9、稱重，計(jì)算產(chǎn)率。思考題3：什么時(shí)候補(bǔ)加稀硫酸、濃硝酸？思考題4：第一次加完酸后，為什么要等反應(yīng)平穩(wěn)后才水浴加熱、而且要在蒸發(fā)皿上蓋表面皿？思考題5：為什么要緩慢、分批的加濃硝酸？思考題6：為什么用3mol-L-1的硫酸？思考題7：為什么不用濃硫酸與銅反應(yīng)制備五水硫酸銅？思考題8：為什么要趁熱用傾潷法轉(zhuǎn)移溶液？思考題9：為什么可用傾潷法轉(zhuǎn)移溶液，此步驟的目的是什么？思考題10：如何判斷銅屑已經(jīng)近于反應(yīng)完？思考題12：如何判斷蒸發(fā)皿內(nèi)的溶液已冷卻？為什么要冷卻后才能過濾，此操作的目的是什么？思考題13：重結(jié)晶的最高產(chǎn)率是多少，產(chǎn)率過高、過低的原因是什么？思考題14：什么情況下趁熱過濾得到的濾液還要水浴蒸發(fā)，為什么會(huì)出現(xiàn)此情況？思考題15：說明硫酸銅重結(jié)晶中趁熱過濾的操作要領(lǐng)，如何達(dá)到？六、 存在的問題1、 灼燒時(shí)，蒸發(fā)皿裂了，直到水浴加熱時(shí)水發(fā)藍(lán)才發(fā)現(xiàn)；2、 加錯(cuò)酸或加的酸量不對(duì)；3、 水浴加熱進(jìn)行反應(yīng)的過程中，硫酸銅析出了；4、 反應(yīng)時(shí)間已經(jīng)很長(zhǎng)了，但蒸發(fā)皿內(nèi)仍有未反應(yīng)的銅（比較多的量）；5、 傾潷法轉(zhuǎn)移溶液時(shí)，出現(xiàn)大量硫酸銅晶體；6、 粗產(chǎn)品過濾時(shí)，濾瓶中又有晶體析出；7、 重結(jié)晶趁熱過濾時(shí)，濾紙上有硫酸銅晶體；8、 粗產(chǎn)品帶綠色；桌面太亂。七、 深入討論1、 由銅制備硫酸銅的其他方法由銅制備硫酸銅時(shí)銅的價(jià)態(tài)升高了，因此各種制備方法的共同點(diǎn)是找一個(gè)氧化劑。氧化劑不同，制備上有差異，因此，每一種制備方法均有優(yōu)缺點(diǎn)，請(qǐng)根據(jù)此思路考慮其他制備方法。同樣由銅制備氯化銅、醋酸銅的關(guān)鍵也是找氧化劑，只是酸根不同而已。2、 蒸發(fā)濃縮溶液可以用直接加熱也可以用水浴加熱的方法，如何進(jìn)行選擇？首先由溶劑、溶質(zhì)的性質(zhì)決定。如加熱由易燃、沸點(diǎn)在353K以下的有機(jī)溶劑組成的溶液時(shí)，用水浴加熱方便安全。溶質(zhì)的熱穩(wěn)定性、氧化還原穩(wěn)定性也決定了加熱的方式。如五水硫酸銅受熱時(shí)分解（熱穩(wěn)定性）CuSQ-5H2。=CUSO4-3H2。+2鳥0（375K）CUSO4-3H2°=CUSO4.H2。+2鳥。（386K）CUSO4-H2O=CUSQ+鳥。（531K）實(shí)驗(yàn)者對(duì)蒸發(fā)速度的要求是其次的考慮，當(dāng)希望溶液平穩(wěn)地蒸發(fā)，也用水浴加熱，沸騰后溶液不會(huì)濺出，當(dāng)然，蒸發(fā)速度相對(duì)要慢些。3、 是否所有的物質(zhì)都可以用重結(jié)晶方法提純不是，適用于重結(jié)晶法提純的物質(zhì)應(yīng)具備隨溫度變化溶解度變化較大的性質(zhì)，如硝酸鉀、五水硫酸銅等，這樣提純后的產(chǎn)率較大。還有一種重結(jié)晶法是提純物質(zhì)在不同溫度下的溶解度差別不是